树脂项目恒温恒湿室建设工程设计方案.docx

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树脂项目恒温恒湿室建设工程设计方案

树脂项目

实验室恒温恒湿室建设工程

设

计

方

案

说

明

编制单位：

编制日期：

2012年月

一、工程概况：

二、设计依据：

三、空气参数：

1、室外气象参数（区域：

某市）3

2、室内计算参数4

四、平面规划说明：

五、恒温恒湿室负荷计算及设备选型：

1、基本气象参数4

2、负荷计算5

3、恒温恒湿室1设置参数及计算结果6

4、设备选型9

六、空气处理过程13

七、自动化控制系统14

1.为保证恒温恒湿的精确度与稳定性，恒温恒湿室空调系统必需设置自动控制系统。

八、中央监控系统（推荐采用）15

九、空调系统设计简要说明：

十、围护结构设计简要说明：

恒温恒湿室建设工程设计方案

一、工程概况：

1.本恒温恒湿建设工程位于某省，系树脂项目实验楼实验室建设工程。

2.本恒温恒湿建设工程位于实验室3楼，其2间独立的恒温恒湿室，面积均为40平方米。

不考虑洁净度或按30万级洁净级别设计。

二、设计依据：

1.业主提供的建筑平面图、其它技术文件；

2.恒温恒湿室建筑设计规范（JGJ25－2000，J21－2000）；

3.洁净厂房设计规范（GB50073-2001）；

4.采暖通风与空调设计规范（GBJ19-87）；

5.洁净室施工及验收规范（JGJ71-1990）；

6.通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）；

7.《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）。

8.《空气过滤器》（GB/T14295-93）

三、空气参数：

1、室外气象参数（区域：

某市）

1.1、台站位置：

北纬，海拔6.6m

1.2、大气压力：

夏季1.0045×105Pa，冬季1.0195×105Pa

1.3、夏季计算温度：

空调干球33.5℃，空调湿球27.7℃

1.4、冬季计算温度：

空调5℃，相对湿度70％

2、室内计算参数

2.1、温度：

23±2℃

2.2、相对湿度：

50±5%

2.3、换气次数：

20次/h~25次/h

2.4、相对室外压差：

+10Pa

2.5、噪声：

≤60dB

2.6、照度：

≥300lx

四、平面规划说明：

1．考虑到恒温恒湿室人员进出会引起室内温、湿度强烈波动，恒温恒湿室动态环境（主要是温、湿度）平衡和稳定时间长，因此在甲方原有平面规划基础上增加了缓冲间，并在自控设计中设计了缓冲间门互锁功能，以保证恒温恒湿室的动态环境不会因工作人员进出而遭到破坏。

2.考虑到保持恒温恒湿室内环境不受外界影响和破坏，维持室内一定的洁净度，我司在平面规划中取消了外墙活动窗户，改为固定采光窗，同时设定室内压力+10Pa，以确保室外气流不能侵入室内。

3.建议在恒温恒湿室与走廊之间的隔断上安装物流传递窗，用于两个区域间物品的传递，以减少工作人员与物品进出恒温恒湿室的机率，保护室内气流组织和动态环境。

五、恒温恒湿室负荷计算及设备选型：

空调房间的冷负荷包括建筑维护结构传入室内热量形成的冷负荷，人体散热形成的冷负荷，灯光照明散热形成的冷负荷，设备散热形成的冷负荷，新风冷负荷以及除湿机冷负荷。

以下为恒温恒湿室空调冷负荷计算（冷负荷系数法）计算书（由于两间恒温恒湿间面积及环境技术要求一致，因此仅计算其中一间恒湿恒湿室负荷）

1、基本气象参数

地理位置:

某省惠州地区

台站位置:

北纬23.130东经113.310

夏季大气压:

1004.50kPa

夏季室外计算干球温度:

33.50℃

夏季空调日平均:

30.10℃

夏季计算日较差:

6.50℃

夏季室外湿球温度:

27.70℃

夏季室外平均风速:

1.80m/s

2、负荷计算

2.1、人体冷负荷:

由显热散热造成的冷负荷=群集系数×计算时刻空调房间的总人数×一名成年男子小时的显热散热量×人体显热散热量的冷负荷系数；

由潜热散热造成的冷负荷=群集系数×计算时刻空调房间的总人数×一名成年男子小时的潜热散热量×人体潜热散热量的冷负荷系数。

2.2、人体湿负荷:

湿负荷=0.001×群集系数×空调房间人数×一名成年男子小时散湿量。

2.3、灯光冷负荷:

白炽灯和镇流器在空调房间外的荧光灯的冷负荷=1000×同时使用系数×照明设备的安装功率×照明散热的冷负荷系数；

镇流器装在空调房间内的荧光灯的冷负荷=1200×同时使用系数×照明设备的安装功率×照明散热的冷负荷系数；

暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯的冷负荷=1000×反射通风系数×照明设备的安装功率×照明散热的冷负荷系数；

其它冷负荷=1000×照明实际散热量×照明散热量的冷负荷系数。

2.4、设备冷负荷

电热设备冷负荷=1000×同时使用系数×利用系数×小时平均实耗功率与设计最大功率之比×通风保温系数×设备安装总功率×设备器具散热的冷负荷系数；

电动机和工艺设备均在空调房间内的冷负荷=1000×同时使用系数×输入功率系数×设备安装总功率×设备器具散热的冷负荷系数；

其它冷负荷=1000×设备散热量×设备散热量的冷负荷系数。

2.5、新风冷负荷

新风全冷负荷：

Qq=md×新风量×（iw-in）/3.6

其中:

md--夏季空调室外计算干球温度下的空气密度（1.13kg/m^3）；

iw--夏季室外计算参数下的焓值（kJ/kg）；

in--室内空气的焓值（kJ/kg）。

2.6、新风湿负荷

新风湿负荷：

Qq=md×新风量×（dw-dn）×0.001（kg/h）

其中:

dw--夏季空调室外计算参数时的含湿量（g/kg）；

dn--室内空气的含湿量（g/kg）。

2.7、外墙和屋面冷负荷:

冷负荷：

CL=F×K【（tl+td）×Ka-tn】

其中:

F--外墙或屋面的面积；

K--外墙或屋面的传热系数；

tl--冷负荷计算温度的逐时值；

td--温度的地点修正值,单位:

度；

Ka--温度的由于外表面放热系数不同引起的温度修正系数,无因次；

tn--室内设计温度。

2.8、内围护结构冷负荷:

<注:

内围护结构包括:

内门,内窗,内墙,楼板>

冷负荷CL=F×K×Tls

其中Tls--邻室温差

3、恒温恒湿室1设置参数及计算结果

3.1基本参数：

当前房间设计人数:

3.0人

人均新风:

70.0m³/h

设计温度:

23.00℃设计相对湿度50.00%

群集系数:

0.930

劳动强度轻

人体/新风的冷负荷/湿负荷计算方式:

按最大值计算；

灯光冷负荷计算方式:

按最大值计算；

设备冷负荷计算方式:

按最大值计算；

3.2、负荷详细列表：

负荷详细列表（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

是否有人

是

否

显热冷系数

1.000

人体显热负荷

326.4

0.00

人体潜热负荷

198.0

0.00

人体冷负荷

524.4

0.00

人体湿负荷

0.292

0.00

新风冷负荷

4077

新风湿负荷

3.982

灯光冷负荷

345.6

0.00

3.3、围护结构：

第1面外墙朝向北

传热系数0.250W/m^2*℃面积28.800m^2

外表面放热系数修正:

1.000温度的地点修正值-1.90℃

第1面内墙冷负荷（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

计算温度

30.30

29.60

29.00

29.60

29.70

30.50

31.60

33.00

34.40

35.50

34.60

33.85

32.10

计算温差

7.30

6.60

6.00

6.60

6.70

7.60

8.60

10.00

11.40

12.50

11.60

10.85

9.10

冷负荷

38.88

33.84

29.52

33.84

34.56

40.32

48.24

58.32

66.98

75.67

69.84

64.44

51.98

设备冷负荷

0.000

第2面外墙朝向南

传热系数0.250W/m^2*℃面积28.800m^2

外表面放热系数修正:

1.000温度的地点修正值0.00℃

第2面外墙冷负荷（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

计算温度

29.30

29.40

29.30

29.60

29.70

30.10

30.60

31.00

31.60

30.50

30.20

29.85

29.20

计算温差

7.30

6.40

6.30

6.60

6.70

7.10

7.60

8.00

8.60

7.50

7.20

6.85

6.20

冷负荷

52.56

46.08

45.36

47.52

48.24

51.12

54.72

57.6

62.09

54.00

51.84

49.32

44.64

第3面外墙朝向西

传热系数0.250W/m^2*℃面积24.000m^2

外表面放热系数修正:

1.000温度的地点修正值-1.00℃

第3面内墙冷负荷（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

计算温度

28.40

28.60

28.00

28.60

28.70

29.50

29.60

30.00

30.40

30.20

29.80

29.15

28.90

计算温差

5.40

5.60

5.00

5.60

5.70

6.50

6.60

7.00

7.40

7.20

6.80

6.15

5.90

冷负荷

26.40

27.60

24.00

27.60

28.2

33.00

33.60

36.00

38.40

37.20

34.8

30.90

29.40

第1面屋面

传热系数0.250W/m^2*℃面积40.000m^2

外表面放热系数修正:

1.000温度的地点修正值-0.50℃

第1面屋面冷负荷（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

计算温度

28.40

28.50

28.60

28.70

29.10

29.30

29.40

29.20

28.80

28.15

27.90

计算温差

5.40

5.50

5.60

5.70

6.10

6.30

6.40

6.20

5.80

5.15

4.90

冷负荷

44.10

50.00

51.00

52.00

56.00

58.00

59.00

57.00

53.00

46.50

44.00

3.4、恒温恒湿室1冷负荷/湿负荷总计（修正负荷）

冷负荷放大系数：

1.30

湿负荷放大系数：

1.00

恒温恒湿室1冷负荷/湿负荷总计（单位：

W）

计算时刻

8点

9点

10点

11点

12点

13点

14点

15点

16点

17点

18点

19点

20点

冷负荷

11840

11827

11825

11839

11843

11866

11884

11905

11926

11922

11902

11879

10716

湿负荷

4.27

0.00

由以上计算得出：

①最大冷负荷（包括新风）出现在16点，其冷负荷为:

11926W。

②最大湿负荷为4.27Kg

③考虑恒温恒湿间在投入使用后室内有机器冷负荷以及空调工作效率等等因素，

每间实恒温恒湿室空调冷负荷设计为Q1＝12.5kW。

4、设备选型

1．本工程空调设备全部采用直接蒸发式制冷系统，根据冷负荷、新风量、换气次数、除湿量等参数选择空调制冷主机及配套设备。

2．新风处理机组：

风量：

500m3/h；制冷量：

4Kw。

两间恒温恒湿间共用一台新风处理机组，变频控制新风量。

3．恒温恒湿室1和恒温恒湿室2共用一台恒温恒湿空气处理机组：

送风量：

4800m3/h，制冷量：

25Kw，制热量：

15Kw，加湿量为8kg/h，机外余压600Pa。

4．新风机组性能参数见下表：

型号

性能

待定

空

调

机

组

性

能

制冷量

能量控制

100.0

风量

m3/h

500

机外余压（静压）

机组噪音

dB（A）

夏季设计送风参数

℃

t15.5℃,φ90

使用电源

380V，50Hz，三相四线制

名义工况输入功率

2.6

制冷剂

使用工质

R22

控制形式

外平衡式膨胀阀

室

内

机

蒸发器

类型

铜管套铝翅片

送风系统

送风机

类型

离心式风机

过滤器

尼龙网

加热器

加热器形式

加热量（kW）

外形

尺寸

长（mm）

650

宽（mm）

820

高（mm）

540

重量

（Kg）

105

室

外

机

压缩机

类型

全封闭

台数×功率

台×HP

1×3

台×kW

1×2.25

风机

类型

轴流式

台数×风量（m3/h）

1×7600

冷凝器

类型

铜管套铝翅片

外形

尺寸

长（mm）

675

宽（mm）

670

高（mm）

926

型　号

3HPW

台数

台

重量

（Kg）/台

100

室内外机连接管

供液铜管Φ×δ（mm）

Φ12×1

连接形式

焊接

数量（根）

回汽铜管Φ×δ（mm）

Φ19×1

连接形式

焊接

数量（根）

机组选型说明：

按惠州全新风工况设计，且不考虑室内的人员、设备等的余热、余湿。

5．恒温恒湿空调机性能参数见下表：

型号

性能

待定

空

调

机

组

性

能

制冷量

能量控制

100.0

制热量

电加热

15.0

风量

m3/h

4800

机外余压（静压）

600

机组噪音

dB（A）

温控范围及灵敏度

℃

20-26℃±1℃

湿控范围及灵敏度

45-65%±5%

使用电源

380V，50Hz，三相四线制

制冷剂

使用工质

R22

控制形式

外平衡式膨胀阀

室

内

机

压缩机

类型

全封闭涡旋式压缩机

蒸发器

类型

铜管套铝翅片

送风

系统

送风机

类型

离心式风机

粗效过滤

尼龙网

加热器

加热器形式

热水加热

电加热

加热量（kW）

8.0

进出水管直径（英寸）

加湿器

形式

电极式

加湿量（kg/h）

进水管直径（英寸）

DN15G1/2

外形

尺寸

长（mm）

1845

宽（mm）

855

高（mm）

1075

重量

（Kg）

650

室

外

机

型号

7.5HPN

风机

类型

轴流式

冷凝器

类型

铜管套铝翅片

外形

尺寸

长（mm）

1150

宽（mm）

350

高（mm）

1290

台数

台

重量

（Kg）/台

1×150

室内外机连接管

供液铜管Φ×δ（mm）

Φ12.7×1

连接形式

焊接

数量（根）

排汽铜管Φ×δ（mm）

Φ19.05×1.5

连接形式

焊接

数量（根）

六、空气处理过程

1．本恒温恒湿系统采用新风机组处理新风，经过处理后的新风被送入到恒温恒湿机组回风口混合进入机组内进行循环。

2．恒温恒湿机组内设置各功能段，具体功能与控制可见《恒温恒湿室气流组织示意图》与《机组与恒温恒湿室一对一配置控制系统图》。

3．新风机组及组合空调机组采用变频控制，新风管路设置变风量阀。

七、自动化控制系统

1.为保证恒温恒湿的精确度与稳定性，恒温恒湿室空调系统必需设置自动控制系统。

2.系统按照二个恒温恒湿室分别设置独立的控制系统进行控制。

具体控制原理见《机组与恒温恒湿室一对一配置控制系统图》。

3.空调机组的控制

①新风空调机组必需采净化空调机组的风机变频控制。

②恒温恒湿空气处理机组可采用工频控制。

③所有空调主机均设置标准通信协议并与与控制系统联动。

④设置加湿器过热、加湿量及故障报警控制系统。

⑤设置电再热无级加热（可控硅）、高温报警控制系统。

4.室内环境监控

①室内安装环境参数面板，直观显示室内环境信息。

②设置新风温湿度传感器，实时监测新风温湿度，实现对新风处理状态实施检测和控制。

③设置回风和送风温湿度传感器，实现空调机组、加湿器工作状态的控制，保证室内温湿度的控制精度与稳定性，同时直观显示在面板上。

④设置室内压力传感器，用于送风风机输出频率的控制。

⑤设置新风比例阀模拟量输出控制，检测、处理风阀动作信息及实现阀的开度显示、调节、控制。

⑥设置中效过滤器失效报警系统，警示中效失效。

⑦设置语音系统及紧急呼叫系统。

5.系统启停控制

空调启停控制的控制方式可分为自动启停、手动启停二种。

①自动启停：

可根据日历表规划和时区设置自动启停，时区通过软件可作修改，并受密码保护。

②手动启停：

在空调监控机上通过触摸屏对各台空调设备进行启停控制。

6.其它监控内容

①设置季节识别系统，实现冬、夏季节自动识别及运行工况的自动切换，以防止系统误动作。

②缓冲间自动门磁控制系统，即当缓冲间的一个门打开时，另外一个门自动落锁，这样将即可最大程度地减少室外环境对恒温恒湿的影响。

极大地提高室内温度湿度的精度和稳定性。

八、中央监控系统（推荐采用）

中央监控的主要功能是为达到系统的精确控制，直观观测，完全智能化运行及安全警示、故障分析、能耗节约等功能。

1.中央监控的主要监控画面与参数：

中央监控应设置一台电脑，可在电脑上实时观察到空调设备的工作状态、送风系统工作状态、加热加湿工作状态，以及显示其工作画面、各系统运行的各关键数据、系统运行实时曲线、系统状态，同时可以保存相关数据并可直接打印等功能。

2.中央监控系统设计内容

①中央监控系统的组成应包括服务器（电脑）、环境参数面板、人机界面、打印机等设备。

②中央监控系统的设计内容包括所有自动化控制及中央监控的内容。

3.监控画面的设计内容包括：

①组合式空调机组、空调主机、送风机等设备的实时工作状态显示。

②加热、加湿工作状态显示。

③恒温恒湿室实时环境参数、工作状态显示。

④系统设备运行频率、管道压力、微压差、温湿度等数据实时记录曲线

⑤系统运行技术参数、故障报警等数据记录，并保存至少3个月。

附件一：

自动化控制和中央监控系统控制点数表

（具体实施项目以与甲方洽商和实际需要为准）

序号

设备名称与监控内容

数量

输入

输出

传感器或执行机构、控制器

说明

型号

数量

一

恒温恒湿控制系统

新风阀控制

电动风阀驱动器

恒温恒湿机入口风阀控制

电动风阀驱动器

混合后温湿度检测

风道式温湿度传感器

送风温湿度检测

风道式温湿度传感器

回风温湿度检测

风道式温湿度传感器

室内压力检测

压差传感器

新风机组启停控制及状态检测

就地控制柜

加湿器启停控制及状态检测

就地控制柜

电加热控制

就地控制柜

1#恒温恒湿机控制及状态

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